[물리학실험] 2차원 충돌 (결과)

소개

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결과값, 사용한 식, 오차의 원인 포함

목차

1, 실험결과
2. 분 석
3. 결론 및 토의
(1) 오차발생원인
(2) 질 문
(3) 결 론

본문내용

2. 분 석
(1)번 실험의 경우 처음 운동에너지와 나중 운동에너지의 차이가 각각 0.00026, 0.00034로 차이가 났다. (2)번 실험의 경우에도 운동에너지의 차이가 각각 0.00009, 0.0001로 어느 정도는 차이가 났다. 이는 운동에너지 보존법칙( )에 따르지 않지만 아주 작은 오차이므로 에너지는 보존된다고 할 수 있다. 또한 각각의 실험에 대해서 탄성계수를 측정한 결과() 모두 0보다 크고 1보다 작은 값을 가져 실험에서의 충돌은 비탄성 충돌임을 보여주었다. 그리고 실험 (1)에서는 충돌전의 각도와 충돌후의 각도(입사각, 반사각)가 충돌 후 근사하게 서로 바뀌었다. 각각의 실험에서의 선운동량도 ()약간의 오차를 제외한다면 거의 일정했다.


(2) 질 문
① 충돌하는 물체들의 총 운동에너지는 충돌전후에 달라질 수 있긴 하지만 총선운동량은 항상 보존된다. 그 이유는?
Ans] 운동에너지는 여러 가지 요인(마찰, 충돌 시 열 발생에 의한 에너지 손실)등에 의해서 충돌 전 후에 에너지가 달라질 수 있다. 하지만 운동량의 경우는 충돌을 한다고 해도, 충돌시간이 같기 때문에 결과적으로 충격량이 같고, 충격량이 같기 때문에 운동량의 변화량도 같아서 충돌전후의 운동량은 언제나 변함이 없는 것이다.

② 실제의 당구공과 같이 충돌하는 물체가 구르거나 또는 미끄러지면서 구르는 경우에는 2차원 충돌식에서 어떤 부분이 달라지겠는가?
Ans] 2차원 충돌에서 가정한 점은 질점끼리의 충돌이라는 것이다. 하지만 당구공과 같은 실제의 충돌의 경우는 3차원적인 충돌을 하기 때문에(z축이 포함된다) 2차원 충돌식을 대입할 수가 없다. 실제 충돌의 달라지는 점은 먼저 물체가 구르거나 미끄러지면서 회전하는 방향으로의 회전운동에너지가 따로 생길 것이다.

참고자료

· 이공학도를 위한 물리학 실험